對蝦育苗場人工生態(tài)系統(tǒng)尾水處理示范基地案例分析

摘"要：為推動(dòng)漁業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展，發(fā)展綠色健康的水產(chǎn)養(yǎng)殖，開展水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理工作，以福建省詔安工廠化對蝦育苗場尾水處理示范基地為例，介紹對蝦育苗場人工生態(tài)系統(tǒng)尾水處理技術(shù)。對蝦育苗場尾水處理示范基地通過多級化尾水處理流程，利用多種菌類、藻類、貝類、魚類、水生植物形成人工生態(tài)尾水處理系統(tǒng)，有效地對養(yǎng)殖尾水進(jìn)行凈化處理，降低了尾水中的COD、N、P等物質(zhì)含量，從而使尾水達(dá)標(biāo)排放。此外該尾水處理系統(tǒng)運(yùn)行簡單，維護(hù)成本較低。

關(guān)鍵詞：人工生態(tài)系統(tǒng)；水產(chǎn)養(yǎng)殖；尾水處理；對蝦

近幾年來，我國的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，漁業(yè)產(chǎn)品、產(chǎn)量的不斷增加，豐富了人們的食品。2023年全國漁業(yè)總產(chǎn)值15 957.35億元，其中海水養(yǎng)殖產(chǎn)值4 885.48億元，淡水養(yǎng)殖產(chǎn)值8 177.92億元，捕撈產(chǎn)品產(chǎn)值2 893.96億元，養(yǎng)殖產(chǎn)品占漁業(yè)產(chǎn)品總產(chǎn)值的81.9%^[1]。漁業(yè)產(chǎn)品已經(jīng)在我國食品中占有重要的地位，而水產(chǎn)養(yǎng)殖已經(jīng)成為我國漁業(yè)產(chǎn)品的主要來源。隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)的不斷發(fā)展，人民群眾追求物質(zhì)生活的同時(shí)也開始重視對環(huán)境的保護(hù)。李凱^[2]研究山東省海水魚蝦養(yǎng)殖環(huán)境負(fù)荷，結(jié)果顯示山東省海水魚類氮、磷環(huán)境負(fù)荷分別為147. 90 kg/t和16. 00 kg/t，蝦類N、P環(huán)境負(fù)荷分別為64.03 kg/t和22.10 kg/t。趙光輝^[3]通過對閩江河口圍墾養(yǎng)蝦塘養(yǎng)殖期C、N、P元素的收支研究，發(fā)現(xiàn)每生產(chǎn) 1 t對蝦會(huì)對水體產(chǎn)生32.12～53.73 kg的C環(huán)境負(fù)荷、1.67～3.88 kg 的N環(huán)境負(fù)荷、0.15～0.27 kg的P環(huán)境負(fù)荷。池塘養(yǎng)殖中餌料N僅13.9% 轉(zhuǎn)化為養(yǎng)殖產(chǎn)品，P的轉(zhuǎn)化率約25.4%^[4]。因此要保持漁業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，必然要求降低漁業(yè)對環(huán)境壓力的影響，使得養(yǎng)殖尾水中排放的主要物質(zhì)N、P在環(huán)境所能容納的范圍之內(nèi)。本文以筆者所在區(qū)域的工廠化對蝦育苗場尾水處理示范基地為例，介紹分析了該示范基地由多種生物構(gòu)成的人工生態(tài)尾水處理系統(tǒng)，為今后養(yǎng)殖尾水的治理提供參考。

1"示范基地概況

示范基地為對蝦育苗場，位于漳州市詔安縣梅嶺鎮(zhèn)，養(yǎng)殖模式為工廠化養(yǎng)殖，占地面積約30 000 m²，其中育苗場面積10 500 m²，育苗品種為南美白對蝦和金剛蝦，年產(chǎn)蝦苗約15億尾，日排水量約1 350 t。原育苗場未配備養(yǎng)殖尾水處理設(shè)備，養(yǎng)殖尾水和生活污水混在一起，直接排放。根據(jù)實(shí)際情況將養(yǎng)殖尾水與生活污水分開不同排放。選取場內(nèi)養(yǎng)殖池附近的一片空地，利用物理、化學(xué)、生物技術(shù)相結(jié)合的方式設(shè)計(jì)、建設(shè)人工生態(tài)尾水處理系統(tǒng)。尾水處理設(shè)施占地6 000 m²，容積7 000 m³。

2"人工生態(tài)系統(tǒng)尾水處理的工藝流程

人工生態(tài)尾水處理系統(tǒng)利用多種技術(shù)相結(jié)合開展尾水治理。首先以重力沉降、過濾除去大顆粒物質(zhì)，再用微生態(tài)制劑、藻類等生物對尾水中剩余的小顆粒物質(zhì)及其他有機(jī)物進(jìn)行吸收和利用，最后利用濾食性貝類、魚類、蝦類消化掉池中產(chǎn)生的各種菌、藻類。各個(gè)池中均鋪設(shè)通氣管曝氣，加快處理效率，從而達(dá)到水質(zhì)凈化的作用。具體流程見圖1。

3"人工生態(tài)系統(tǒng)尾水處理的設(shè)施

3.1"尾水處理系統(tǒng)的設(shè)施分布

尾水處理系統(tǒng)的設(shè)施（圖2）由調(diào)節(jié)池、泵房、沉淀池（2個(gè)）、一級凈化池（4個(gè)）、二級凈化池（4個(gè)）、三級凈化池（2個(gè)）、鼓風(fēng)機(jī)組成。鼓風(fēng)機(jī)（功率7.5 kW）通過鋪設(shè)管道給一級、二級、三級凈化池中加入空氣來曝氣增氧。每個(gè)凈化池中均布有出氣孔，每個(gè)池中鋪設(shè)42個(gè)出氣孔。

3.2"沉淀池去除顆粒物質(zhì)

養(yǎng)殖池的水排到調(diào)節(jié)池中，調(diào)節(jié)池容積250 m³。通過泵房抽水將調(diào)節(jié)池的水抽至兩個(gè)沉淀池中，每個(gè)池容積約600 m³，泵房由5個(gè)水泵組成，總功率為2 000 m³/h。尾水進(jìn)入沉淀池后，在沉淀處理池中經(jīng)過48 h以上沉淀后，大部分顆粒物質(zhì)沉淀在池底。沉淀池中的沉淀物質(zhì)一年清理一次，清理后的固體物質(zhì)曬干，后續(xù)可以做農(nóng)作物肥料使用。

3.3"一級凈化池將尾水初級凈化

尾水在沉淀池中經(jīng)過沉淀后，多數(shù)顆粒物質(zhì)沉淀下來。池中上層的水體利用高低落差產(chǎn)生的重力作用，從沉淀池上層缺口處經(jīng)過濾壩流入一級凈化池，一級凈化池共4個(gè)，每個(gè)池容積約600 m³。每個(gè)池中掛有約200個(gè)毛刷，毛刷有利于菌類、藻類附著。

一級凈化池主要是通過微生態(tài)制劑來消化掉尾水中殘留的小顆粒及溶于水中的各類物質(zhì)（主要包括飼料、糞便等各種殘留物）。微生態(tài)制劑主要包括芽孢桿菌、酵母菌、乳酸菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌以及光合細(xì)菌等各種微生物以及小球藻、卵囊藻等多種小型藻類^[5-6]。大量的菌類、藻類消耗尾水中的物質(zhì)，并迅速繁殖，這就為后續(xù)其他生物的生長提供營養(yǎng)物質(zhì)，從而能達(dá)到初步凈化水質(zhì)的目的。

3.4"二級凈化池尾水進(jìn)一步凈化

二級凈化池在一級凈化池的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對尾水進(jìn)行處理，加入浮游生物、水生動(dòng)植物，一方面吸收一級池中培育出的菌、藻類，另一方面吸收水中的N、P等物質(zhì)。一級生態(tài)凈化處理后的尾水再流至二級生態(tài)凈化池，二級生態(tài)凈化池共4個(gè)，每個(gè)容積約600 m³。二級池加入多種藻類、浮水植物、輪蟲、魚、蝦、貝。池中的藻類包括小球藻、卵囊藻等浮游綠藻和舟形藻、菱形藻等底棲硅藻以及石莼等大型藻類，并掛上多個(gè)毛刷有利于菌、藻類附著，每個(gè)池約掛有200個(gè)毛刷。在水面上利用生物浮床種植大量浮水植物海馬齒，吊養(yǎng)牡蠣，投放魚類（籃子魚）、蝦苗、輪蟲等在池中生成多條的生物鏈。各種藻類通過在不同水位對N、P等物質(zhì)進(jìn)行吸收利用，起到凈化和穩(wěn)定水質(zhì)的重要作用，而投放各種水生動(dòng)物將這些微生物絮團(tuán)、懸浮性顆粒物質(zhì)以及各種藻類作為食物消耗掉，由此來降低懸浮性顆粒以及N、P、COD等。

3.5"三級凈化池完成尾水凈化后達(dá)標(biāo)排放

尾水經(jīng)過二級凈化池后流入三級生態(tài)凈化池，三級凈化池有2個(gè)，每個(gè)容積約600 m³，二級池中的各種菌、藻等生物隨水流入三級凈化池中，三級凈化池中不再加入菌、藻類，對比二級凈化池，三級生態(tài)凈化池中牡蠣吊養(yǎng)的數(shù)量減少一半，海馬齒、魚類（籃子魚）、對蝦等生物也只是少量投放。在三級凈化池中再次利用復(fù)合菌群、各種藻類和浮水植物、各種水生動(dòng)物形成的多級生物鏈來凈化水體，再次消化掉水中剩余的N、P，降低水中COD。 經(jīng)過三級生態(tài)凈化池處理后的尾水經(jīng)排水口直接排放。

4"尾水處理設(shè)施運(yùn)行結(jié)果與分析

尾水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)個(gè)月后，肉眼可見尾水從處理前的棕色水體變得清澈透明，通過抽取處理前后的尾水進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果如表1。

根據(jù)檢測結(jié)果顯示，尾水中的pH值、化學(xué)需氧量、氨氮、總磷均符合福建省《水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 35/2160-2023）一級標(biāo)準(zhǔn)。這就表示尾水處理系統(tǒng)的有效性。

本尾水處理占地面積6 000 m²，容量為7 000 m³。養(yǎng)殖場的日換水量為1 350 t。尾水處理設(shè)施能夠滿足養(yǎng)殖場的日常尾水處理需求，尾水處理設(shè)備運(yùn)行6個(gè)月后，厭氧菌和好氧菌的潑灑從剛開始的每日潑灑變成10 d潑灑一次，池中綠藻（石莼）已在二級、三級凈化池鋪滿大于50%的水面，池中的海馬齒已成片繁榮生長，池中吊養(yǎng)的牡蠣已長到8 cm左右，各種菌類、藻類、貝類、浮水植物、魚類已處于一個(gè)良好的生長狀態(tài)，各種生物可以維持一個(gè)較好的平衡，形成一個(gè)較為穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。

5"討論

在本人工生態(tài)尾水處理系統(tǒng)中，微生態(tài)制劑是利用微生物和促進(jìn)微生物生長的物質(zhì)制成的活微生物菌劑，能夠促進(jìn)形成凈化水體的微生物菌落^[7-8]，微生態(tài)制劑能夠顯著降低水中的氨氮和亞硝酸鹽氮^[9]。微生物制劑中的好氧菌和厭氧菌分別在尾水的表層和底層分解凈化池中的有機(jī)物，并形成微生物絮團(tuán)。其中硝化細(xì)菌、反硝化菌用于去除水中的氨氮，這樣通過硝化或反硝化作用將一部分氨氮、亞硝酸鹽等無機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)饣蛳跛猁}，這就為后續(xù)的藻類生長提供營養(yǎng)物質(zhì)，達(dá)到初步凈化水質(zhì)的目的^[10]。各級池中懸掛的大量毛刷作為附著基供給各種微生物和小型藻類附著，提高了微生物和藻類吸收各類有機(jī)物的效率。各級池底鋪設(shè)通氣管道，通過曝氣增氧提高了各種菌、藻的繁殖效率。

二級、三級凈化池中均養(yǎng)殖了大量的浮水植物海馬齒，海馬齒可以有效降低水體中的N、P等物質(zhì)^[11]。袁新程等^[12]研究菌類和水生生物聯(lián)合作用，發(fā)現(xiàn)其去除養(yǎng)殖水中總氮、總氨氮、亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮、總磷、化學(xué)耗氧量、總懸浮物等因素的效果明顯高于單一使用菌類。同時(shí)利用曝氣增氧一方面可以增強(qiáng)菌藻的繁殖效率，另一方面可以促進(jìn)水體中的水體交換，加快去除水中的CO₂、H₂S、NH₃等氣體，降低水體中的有害物質(zhì)濃度，能夠有效地降低尾水中N、P、COD等物質(zhì)含量^[13]。凈化池中加入牡蠣、籃子魚等濾食性動(dòng)物，可以及時(shí)消耗掉池中生長的各種藻類，從而使整個(gè)尾水處理系統(tǒng)處于一個(gè)良好的生態(tài)平衡狀態(tài)。

本示范基地的人工生態(tài)系統(tǒng)尾水處理利用養(yǎng)殖池周邊空地進(jìn)行改造，處理系統(tǒng)建設(shè)完成后，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡單，維護(hù)成本較低。人工生態(tài)系統(tǒng)尾水處理技術(shù)主要通過物理、生物、化學(xué)等方式相結(jié)合，通過各種微生物、藻類、浮水植物、浮游生物、貝類、魚類、蝦類建立起的多條生物鏈，形成一個(gè)較為完善的生態(tài)系統(tǒng)來處理養(yǎng)殖尾水。養(yǎng)殖尾水過濾沉淀后，通過多級凈化池形成多個(gè)生物鏈來消耗尾水殘留的養(yǎng)殖飼料、糞便以及其他殘留物質(zhì)，降低尾水中 N、P、COD等物質(zhì)含量。本尾水處理系統(tǒng)作為尾水處理的成功案例可以為后續(xù)其他水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)的尾水處理提供借鑒。

開展水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理，改善漁業(yè)環(huán)境是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展的必然要求，也是實(shí)現(xiàn)漁業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的必然要求。

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Case study of artificial ecosystem for tailwater treatment in shrimp hatchery farm

SHEN Bingling

（Ocean and Fisheries Bureau of Zhaoan County，Zhaoan 363500，China）

Abstract：To promote sustainable and healthy development of the fishery industry，develop green and healthy aquaculture，and carry out aquaculture effluent treatment work， the technology of effluent treatment was introduced in the artificial ecosystem of shrimp hatchery using the example of the shrimp hatchery effluent treatment demonstration base in Zhao'an，F(xiàn)ujian Province. The shrimp hatchery effluent treatment demonstration base uses a multi-stage effluent treatment process to form an artificial ecosystem effluent treatment system by using various bacteria，algae，mollusks，fish，and aquatic plants. This effectively purifies the aquaculture effluent and reduces the content of COD，N，and P in the effluent，thus achieving effluent discharge standards. Moreover，the effluent treatment system operates simply and has low maintenance costs.

Key words：artificial ecosystem;aquaculture;tailwater treatment;shrimp

（收稿日期：2024-09-06）